Alguns materiais podem emitir luz quando excitados. Isso ocorre quando os elétrons dos átomos absorvem energia e passam para níveis externos (maior energia), e ao retornar para os níveis de origem (menor energia), liberam a energia absorvida na forma de um fóton de luz. Temos então a luminescência, como o fenômeno é chamado.
A luminescência é usada, por exemplo, na produção dos fogos de artifício. Para entender a química presente nestes dispositivos precisamos entender um pouco da estrutura dos mesmos.
Os foguetes contêm um cartucho de papel no formato de cilindro recheado de carga explosiva. Esta carga diz respeito ao propelente, o responsável por disparar os fogos.
A pólvora negra é um dos propelentes mais utilizados, possui em sua composição uma mistura de salitre (nitrato de potássio), enxofre e carvão. Perclorato de potássio (KCLO4) também pode ser usado como propelente.
Para deixar os fogos de artifício coloridos, os fabricantes misturam à pólvora sais de diferentes elementos para que, quando detonados, produzam cores diferentes. Agora você já sabe dos segredos que compõem a linda explosão de cores admirada em momentos especiais, como por exemplo, nas festas de Réveillon.
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Vejamos alguns dos compostos responsáveis pela coloração dos fogos:
Laranja: os sais de cálcio são responsáveis por esta coloração em foguetes.
Vermelho: a cor rubra surge da queima de sais de Estrôncio ou carbonato de Lítio.
Amarelo: obtido pela queima de Sódio.
Prata: o espetáculo da “chuva de Prata” é produzido pela queima de pó de titânio, de alumínio ou magnésio.
Dourado: o metal ferro presente nos fogos de artifício confere o tom de Ouro.
Azul: o aquecimento do metal cobre nos faz visualizar a cor azul.
Roxo: a mistura de Estrôncio e Cobre dá origem a essa bela cor.
Verde: a queima de Bário faz surgir o verde incandescente.
Por Líria Alves
Graduada em Química
Equipe Brasil Escola
Curiosidades de Química - Química - Brasil Escola
O texto Átomo de Rutherford mostrou que, segundo os estudos desse cientista, um modelo atômico que explicaria as propriedades da matéria seria que o átomo é composto de um pequeno núcleo positivo (constituído por prótons e nêutrons) onde está inserida a massa praticamente total do átomo, envolta de uma região denominada eletrosfera onde os elétrons ficam girando.
No entanto, o modelo atômico de Rutherford possuía alguns erros. Por exemplo, o elétron possui carga negativa, portanto, se ele girasse ao redor do núcleo, que é positivo, ele iria perder energia na forma de radiação, com isso, suas órbitas iriam diminuir gradativamente e os elétrons iriam adquirir um movimento espiralado, acabando por se chocar com o núcleo.
Mas isso não ocorre na prática. Por isso, em 1913, o cientista Niels Bohr (1885-1962) propôs um modelo que se baseou no modelo de Rutherford, apenas aprimorando-o, por isso ele passou a ser chamado de modelo atômico de Rutherford-Bohr.
Bohr se baseou também na teoria quântica da energia de Max Planck e nos espectros de linhas dos elementos para criar os seguintes princípios fundamentais:
- Os elétrons não se movem aleatoriamente ao redor do núcleo, mas sim em órbitas circulares, sendo que cada órbita apresenta uma energia bem definida e constante (nível de energia) para cada elétron de um átomo. Quanto mais próximo do núcleo, menor a energia do elétron, e vice-versa;
- Os níveis de energia são quantizados, ou seja, só são permitidas certas quantidades de energia para o elétron cujos valores são múltiplos inteiros do fóton (quantum de energia);
- Para passar de um nível de menor energia para um de maior energia, o elétron precisa absorver uma quantidade apropriada de energia. Quando isso ocorre, dizemos que o elétron realizou um salto quântico e atingiu um estado excitado. Esse estado é instável e quando o elétron volta para o seu nível de energia original (estado fundamental), ele libera a energia que havia absorvido na forma de onda eletromagnética.
Esse último postulado explica porque os fogos de artifício emitem cores diferentes. Cada sal presente nos fogos de artifício possui um cátion de elementos químicos diferentes. Quando são aquecidos, os elétrons desses elementos saltam de nível de energia, mas quando voltam para o nível original, eles emitem a energia que foi absorvida na forma visível. Cada cor corresponde a uma quantidade de energia característica. Por exemplo, se usarmos um sal de cobre veremos a cor azul, já se usarmos um sal de bário, a cor emitida será a verde e assim por diante. Outras cores podem ser vistas no texto Química dos Fogos de Artifício.
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Os níveis de energia para os átomos dos elementos conhecidos são no máximo 7 e são representados pelas letras K, L, M, N, O, P, e Q.
* Crédito da imagem: Antonio Abrignani e Shutterstock.com.